domingo, 27 de junio de 2010

AMPLIFICADOR CON KLYSTRON

El Klystron se utiliza como amplificador de potencia en algunas estaciones terrestres de comunicaciones satelitales. En la Fig
01 se muestra un diagrama simplificado de los componentes de un Klystron típico de múltiples cavidades. Generalmente se
utilizan 5 cavidades en un Klystron de 3 Kw de potencia. Se dispone de un cañón electrónico que emite un haz de electrones
que pasa a través del espacio intermedio entre las cavidades de cada uno de los resonadores.
La primer cavidad sirve para ingresar la señal de microondas a ser amplificada, mientras que la segunda se usa para extraer la
señal ya amplificada. La señal de entrada excita la primer cavidad creando un campo eléctrico el cual modula a su vez el haz
de electrones. La velocidad de los electrones es proporcional al campo resultante en la cavidad. En la última cavidad se
genera un campo eléctrico como función de la velocidad de los electrones que se transforma en una corriente de microondas
de salida.


Para obtener una elevada ganancia el haz de electrones se enfoca mediante cavidades intermedias y mediante un tubo que
actúa como focalizador magnético constituido por un imán permanente corto o un solenoide largo. La frecuencia de
resonancia del amplificador se ajusta mediante unos tornillos de sintonía disponibles en las cavidades. Dado que la densidad
del haz de electrones determina la potencia de salida y que los electrones interceptados en el colector producirán calor que es
preciso disipar, la capacidad de transferencia de calor del tubo determinará la potencia manejable por el Klystron. En la
práctica el colector es una estructura grande y hueca enfriada por aire.
Los Klystron, en las denominadas bandas C y Ku, tienen las siguientes características generales:
-en la banda de 5925 a 6425 kHz tienen una potencia de salida de 150 a 3400 watts con ganancias de 50 a 40 dB y anchos de
banda de 23 a 45 MHz respectivamente;
-en la banda de 14 a 14,5 GHz la potencia es de orden de 1500 a 200 watts con una ganancia de 40 dB y ancho de banda de
100 MHz.
Como se observa, al Klystron se debe ingresar con una alta potencia de entrada; ya que para obtener 2 Kw de salida
(equivalente 63 dBm) con una ganancia de 40 dB se requieren 23 dBm de ingreso. En la misma Fig 01 se muestra un
diagrama a bloques del amplificador con Klystron donde se disponen de etapas previas con amplificador a transistores para
obtener los 23 dBm a partir de la señal proveniente del up-converter.
Jesús Ramirez
C.I: 18.564.428

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